粤教版高中物理选择性必修第一册课时练24用双缝干涉实验测定光的波长含答案（教师用）

课时素养评价24　用双缝干涉实验测定光的波长
(分值：64分)
A组　知识点分组练
1．(8分)(1)如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是________．
A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏
B．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏
C．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏
D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏
(2)对于某种单色光，为增加相邻明纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)a、b、c、d各装置的名称分别为滤光片、单缝、双缝、光屏，故C正确．
(2)由Δx＝λ可知，要增加相邻明纹(或暗纹)的距离，可以增加双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距．
答案：(1)C　(2)增加双缝到屏的距离或减小双缝间距(任答一条即可)
2．(12分)某实验小组使用如下图甲的装置测量某激光的波长．用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度d＝0.36 mm.激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示．
(1)由刻度尺读出A、B两明纹中心间的距离x＝________ mm.
(2)通过激光测距仪测量出双缝到光屏间的距离L＝3.6 m，已知＝(Δx为相邻两明条纹间的距离)，则该激光的波长λ＝______ m．(结果保留三位有效数字)
(3)如果在同样装置和参数下用绿色激光重新实验，相邻明纹中心间距会________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
解析：(1)刻度尺的最小刻度值为1 mm，由刻度尺读出A、B两明纹的位置为xA＝24.0 mm，xB＝90.0 mm，则A、B两明纹中心间的距离x＝xB－xA＝66.0 mm.
(2)相邻两明条纹间的距离Δx＝＝ mm＝6.60 mm，由＝，可得该激光的波长λ＝Δx＝×6.60×10－3 m＝6.60×10－7 m.
(3)绿光波长在505～566 nm之间，如果用绿色激光重新实验，由于绿色激光的波长较小，由＝可知，d、L不变，则相邻明纹间距会变小．
答案：(1)66.0　(2)6.60×10－7　(3)变小
3．(12分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示．
(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为________________．
A．滤光片　双缝　单缝
B．滤光片　单缝　双缝
C．单缝　滤光片　双缝
D．双缝　滤光片　单缝
(2)某同学用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准明条纹A的中心，记录手轮上的示数x1，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准明条纹B的中心，这时手轮上的示数是x2，如图乙所示．若测得双缝与屏之间的距离为l，双缝间距为d，则对应光波的波长λ＝________________．
(3)图丙为上述实验装置的简化示意图．S为单缝，S1、S2为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹．若实验时单缝向下微微移动到S′处，则可以观察到________________．
A．干涉条纹消失
B．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移
C．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移
解析：(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置中，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝，B正确．
(2)由图可知，相邻条纹间距为Δx＝，根据公式Δx＝λ，联立可得λ＝.
(3)实验时单缝向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A错误；对于中央明纹来说，从S′处经过S1、S2到中央明纹的路程差仍等于0，如下图所示，
而S′S1>S′S2，要使得S′S1＋S1P＝S′S2＋S2P，那么S1P答案：(1)B　(2) 　(3)B
4．(16分)用如图甲所示的装置来做“双缝干涉测量光的波长”的实验．
(1)如图甲所示，光具座放在水平桌面上，安装光源和各光学元件应保证其中心在__________.
(2)通过目镜观察条纹时看不清，为观察到清晰条纹，可以进行的操作是______________．
A．拆除目镜 B．取走凸透镜
C．旋转遮光筒 D．调节拨杆
(3)实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d＝2 mm，双缝与屏之间的距离L＝0.80 m，通过测量头观察第1条明条纹的读数为3.645 mm，转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第6条明条纹的中心，仪器读数如图乙所示，则其读数为____________ mm，由此求得红光的波长为____________ m(计算结果保留三位有效数字)．
(4)实验中，若用一块薄玻璃片挡在双缝中某一条缝S2的后面，如图丙所示，则原来在P0处的某个条纹将____________(选填“向上移动”“向下移动”或“位置不动”)．
解析：(1)光具座放在水平桌面上，安装光源和各光学元件应保证其中心在同一高度．
(2)若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，应调节拨杆使单缝与双缝平行，D正确．
(3)读数为4.5 mm＋0.01×44.5 mm＝4.945 mm，由题图可知，条纹间距Δx＝＝0.26 mm，根据Δx＝λ得λ＝＝6.50×10－7 m.
(4)若用一块薄玻璃片挡在双缝中某一条缝S2的后面，这条光路的路程增大，原路程差为0的点向下移动，即中央明纹下移，相应的干涉图样均下移．
答案：(1)同一高度　(2)D　(3)4.945　6.50×10－7　(4)向下移动
B组　促思提能训练
5.(16分)如图甲为用双缝干涉实验测定光的波长的实验装置，光源发出的光经滤光片(装在单缝前)成为单色光，把单缝照亮．单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮．来自双缝的光在双缝右边的遮光筒内发生干涉．遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们可以在这个屏上观察到干涉条纹，并根据测量的量计算出光的波长．
(1)图甲中仪器A是________，仪器B是________(填写仪器的名称)．
(2)用刻度尺测量双缝到光屏的距离L＝1 m.
(3)用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某明条纹中心对齐，将该明条纹定为第1条明条纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条明条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示．图乙读数为________mm，图丙读数为________mm.
(4)已知双缝间距d＝0.4 mm，根据以上实验，测得光的波长是________nm.
解析：(1)根据实验装置结构可知仪器A是单缝，仪器B是目镜．
(3)根据螺旋测微器读数规则，由图乙、丙可知x1＝1.5 mm＋25.0×0.01 mm＝1.750 mm，x6＝9 mm＋30.0×0.01 mm＝9.300 mm.
(4)相邻两条明纹间距的表达式为Δx＝，根据Δx＝λ，联立解得λ＝，根据题意可知n＝6，代入数据解得λ＝604 nm.
答案：(1)单缝　目镜　(3)1.750　9.300　(4) 604
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